PLA生物降解母粒造粒機
PLA的合成通常由三種方法,一種是乳酸直接縮合法,這種方法生產工藝簡單,是降低PLA成本的重要途徑,但縮聚反應進行到一定程度時體系會出現平衡態,因此很難得到高分子量的PLA.第二種是先由乳酸合成丙交酯,再在催化劑作用下的開環聚合法,目前制備高分子量的PLA一般采用這種方法,但這種方法在聚合時對催化劑的純度、單體的純度要求極高,即使是極微量的雜質也會使PLA的分子量低于10萬,而且聚合條件如溫度、壓力、催化劑的種類和用量、反應時間等等也會極大影響PLA的分子量,所以高分子量PLA的合成是一個技術難點.還有一種是固相聚合法,這種方法是將直接聚合法得到的低分子量樹脂在減壓真空、溫度在Tg—Tm之間的條件下進行聚合反應得到,以提高其聚合度,增加分子量,從而提高材料強度和加工性能.我國的鄧先模、熊成東、馮新德、沈之荃等學者在PLA及其共聚物合成的催化體系方面進行了大量的研究工作,并且在溫和的反應條件下,合成得到了超高分子量的PLA(MW>100萬).
聚乳酸在常溫下性能穩定,但在溫度高于550C的弱堿性或富氧條件下在微生物的作用下會自動降解.使用后它能被自然界中微生物完全降解,最終生成二氧化碳和水,而且不像傳統的石油基塑料會增加二氧化碳的釋放,聚乳酸在分解過程中產生的二氧化碳,可再次被使用成為植物進行光合作用所需的碳原子.
聚乳酸的熔點較高(175攝氏度),其物理性質介于PET和PA-6之間,結晶度大、透明度極好,有良好的抗溶劑性、防潮、耐油脂、透氣性,還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外線性,另外具有優良的生物相容性,無毒、可生物降解,降解產物不會在重要器官聚集,因此用途十分廣泛.聚乳酸具有優于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等熱塑性塑料的優點,被產業界認定為最有發展前途的新型包裝材料之一.而且其強度、機械性能、降解速率等可通過分子量控制,共聚體的組成及配比可以方便的調節.聚乳酸的熱穩定性好,適用于吹塑、吸塑、擠出紡絲,注塑和發泡等多種加工方法.可加工成薄膜、包裝袋、包裝盒、一次性快餐盒、飲料用瓶以及醫用材料使其在服裝、包裝、玩具和醫療衛生等領域擁有廣泛的應用前景.
聚乳酸作為可完全生物降解性塑料,越來越受到人們重視.美國的Cargill公司已將PLA制成纖維用于農用藥膜等許多領域,還以PLA為原料制備包裝材料.在德國,1998年用它生產出來的乳酸盒子已實現商品化.這種物質還有促進植物生長的作用,因此可望用它制作植物移植或植物栽培用容器等.日本島津公司在1994年建成了生產聚乳酸的裝置,并且在各個領域開辟用途.通過壓軋,它可以被制成透明的、機械性能良好的纖維、薄膜、容器、鏡片等.
但是,聚乳酸在實際應用過程中還存在一些困難.如聚乳酸及其共聚體系制品的強度需進一步提高,生產成本需進一步下降,需解決植入后期反應和并發癥問題等等.而且PLA很低的斷裂伸長率(純的PLA斷裂伸長率僅為6%)和較高的模量阻礙了其在很多方面的應用.PLA經常和淀粉共混以增強其可降解性能并降低成本,但是這種共混產物脆性太大.
